正常的肾功能是维持机体内环境稳定、新陈代谢有序进行的必要条件。急性肾损伤（acute kidney injury,AKI）是以肾功能快速下降为特征的临床常见肾脏疾病,其典型病理改变为肾脏组织缺血、缺氧以及水肿。临床诊断AKI依赖于患者的血、尿指标,而这些指标仅反映肾脏整体健康状况,具有滞后性且易受到利尿剂等外界因素的影响。定量磁共振成像（quantitative magnetic resonance imaging,qMRI）作为一种无电离辐射的影像学技术,可以得到反映肾脏组织理化环境改变的定量参数结果,因而具有评估疾病状态下肾功能改变的潜力。如T2定量技术（T2 mapping）、血氧水平依赖磁共振成像技术（blood oxygenation level-dependent MRI,BOLD-MRI）、动脉自旋标记（arterial spin labeling,ASL）可以分别反映肾脏组织水含量、氧合水平、血流灌注水平的改变。现有AKI研究大多基于单一的qMRI技术,缺乏对AKI病程的全景观测,且AKI病程中反映不同病理改变的qMRI定量参数间是否存在相关性仍未知;观测气体刺激下肾脏BOLD-MRI信号的改变有助于评估肾脏的健康状态,现有研究仅简单对比刺激前后肾脏T2*的改变,缺乏对肾脏T2*响应动态过程的深入研究。本文针对上述问题展开以下三个方面工作:（1）T2 mapping、BOLD-MRI以及ASL在大鼠AKI模型中的联合分析。提出联合T2mapping,BOLD-MRI、ASL探究在AKI病程中肾脏T2、T2*、T2’、组织灌注的改变,并基于相关分析探究肾脏组织灌注与T2,T2*、T2’的相关性。结果表明,在AKI病程中,肾脏组织灌注显著降低;肾脏皮质与外髓外带的T2升高,且与组织灌注呈弱至中等程度的负相关（皮质r=-0.45,外髓外带r=-0.40）;肾脏外髓内带的T2*与T2’降低,且与组织灌注呈中等程度至强正相关（T2*,r=0.52,T2’,r=0.63）。（2）阶跃氧刺激下肾脏T2*响应的动态测量与建模分析。通过优化序列参数与实验方案实现时间分辨率为9秒的快速BOLD-MRI以观测肾脏在阶跃氧刺激下的T2*响应,提出利用二阶线性时不变连续时间系统的阶跃响应模型对观测到的动态T2*数据建模分析,定量得到用于描述肾脏血氧系统的模型参数:振幅、时间延迟、阻尼常数和振荡周期。研究结果证明了对肾脏T2*响应建模分析的可行性。对比健康肾脏,阻尼常数在AKI肾脏的外髓外带（3.7倍）和外髓内带（10倍）大幅增加,表明其具有作为AKI诊断标记物的潜质。（3）阶跃氧刺激下肾脏面积改变的动态测量与建模分析。提出训练2D UNet肾脏分割模型应用于快速BOLD-MRI数据,探究在阶跃氧刺激下肾脏面积的动态改变,并建模分析。结果表明,10分钟持续低氧气体刺激下,肾脏面积衰减约10%;对比T2*建模结果,肾脏面积变化幅度较小且时间延迟较大,表明T2*对阶跃氧刺激较肾脏面积更为敏感。